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6月23日,中国西昌,北斗系统第55颗导航卫星成功发射,当卫星太阳翼打开的瞬间,反射出金色光芒。至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成,比原计划提前了半年。北斗卫星导航系统,成为中国第一个面向全球提供公共服务的重大空间基础设施。一个个有关北斗的数字振奋人心:发射的所有北斗三号卫星,100%成功;提供定位精度优于10米的全球服务;卫星单机和关键元器件100%自主可控;70%以上在中国入网的智能手机有北斗服务……55颗北斗卫星是怎样成功“出道”的?这支由数万科学家、设计师、指挥员和技术员组成的北斗“天团”,用怎样的辛勤付出,成就了今天的北斗系统?

新“神器”让服务“零误差”
“2008年汶川地震发生后,率先到达重灾区的战士们,通过北斗卫星导航的用户终端机,为灾区发出了急救信号,给后续救援提供了宝贵依据。”北斗三号卫星总指挥迟军介绍说,这是当时北斗二号应用的一个典型案例,所用到的,正是北斗独创的短报文技术。
什么是短报文技术?航天五院总体部导航卫星总体室副主任康成斌解释说,GPS只能让用户知道自己在哪里。而北斗独创的“短报文”功能,实现了导航+通信的功能,用户不仅可以知道自己的位置,还可以把自己的位置通过卫星反馈给管理中心,向外界传达。这意味着,即使在没有通信信号的海洋、沙漠,或者通信基站遭到破坏(地震、洪水)的地方,只要拥有一台北斗终端,就可以与外界进行紧急通信,获得生的希望。
如今,北斗三号的短报文能力,比北斗二号又有了大大提升,每次可达1200个汉字,还可以传图像、语音等内容。“这是北斗团队技术攻关重大进步的一个标志。比如远洋渔船上,可以在海上没有信号的地方,通过北斗终端发送全球短报文,报告船只位置和船上情况,有利于安全航行。”康成斌说。
据悉,目前,全国7万多只渔船和执法船都配备了北斗终端,累计救助1万余人。与北斗二号相比,北斗三号最大的进步是“从区域到全球”,做到了“中国的北斗,世界的北斗”。

“硬着头皮第一个‘吃螃蟹’”
迟军至今记得一个电话,那是一个生产重要元器件的国外厂商打来的。“她说了很多,大意是希望跟北斗合作,向我们供应一个重要元器件。我只是简单地回复了一句话:我们北斗三号,已经全面实现了单机和关键元器件自主可控。”迟军说,“当时我是很自豪的,正是靠着自主创新,北斗彻底打破了核心器部件依赖进口、受制于人的局面,从而铸造了北斗导航系统的‘中国魂’。”
事实上,自1994年正式立项以来,中国北斗就将自主可控要求落实到关键技术攻关、产品研发、竞争采购等各环节,在发布的标准规范、质量管理文件中也明确提出了“自主可控”要求。
国产化是从北斗一号的太阳帆板做起的。迟军介绍说,当时很多卫星都不敢上,北斗是第一个“吃螃蟹”的,硬着头皮上。此后,北斗开始了艰苦的国产化攻关。
“拿陀螺仪来说,作为星上关键姿态敏感器,是卫星姿态精确控制的核心部件。北斗卫星使用了中国自主研制的宇航用陀螺仪,通过不断的技术攻关实现了该部件的高可靠、长寿命、高精度,保障了卫星的长期在轨可靠运行。”航天五院北斗三号副主任设计师郭建新说。这是北斗团队技术攻关重大进步的一个标志。
“还有星敏感器,使用它就相当于给卫星装备了一双‘锐利的眼睛’,是北斗三号卫星的核心部件,现在也全部采用国产部件。我们在研制星敏时,几乎是每克必较,既要压缩体量,保证其尺寸、重量不超标,又需保证高精度、高可靠。”郭建新说。
再说原子钟,这也是北斗导航卫星自主创新的重大成果。作为导航卫星的频率基准,铷原子钟被誉为导航卫星的“心脏”,其背后蕴藏着有关时间基准的核心技术,决定着导航卫星定位、测距、授时的准确性,中国的科研团队在研制之初也面临着各种困难。

“要做中国人自己的导航卫星”
如果说以国为重是北斗的核心价值观、自力更生是北斗的风骨,那么不断创新则是北斗的灵魂。
对于北斗三号卫星全球组网的成功,航天五院总体部高级工程师朱位感慨地说,“这是创新的胜利,也是年轻的胜利”。作为一名“80后”,朱位觉得,每个北斗人都是一样的,永远保持年轻的心态、创新的冲动。
谈及北斗,朱位说,这更像是一种对“新生儿”的孕育和陪伴——看着卫星的模样在屏幕中一点点生成、完善;陪着它经历热试验、力学试验等一系列“挑战”;最后,在西昌卫星发射中心看着它搭乘火箭穿过苍穹,时刻不离。
10年前,27岁的康成斌博士毕业,他只投了一份简历,就是要来北斗。
“我读博士期间攻关做导航接收机,最令我受刺激的是,当时所接收的信号,大部分都是美国GPS的信号。所以,我就要来北斗,要做中国人自己的导航卫星。”康成斌说。
北斗三号工程启动建设后,一个问题摆在大伙面前:全球组网是延续国际上已有的方法,还是另辟蹊径?大家决定,要走一条不一样的路,创新卫星之间的链接方法。
在方案确立的关键阶段,年仅29岁的康成斌,大胆提出了某关键技术的验证方案。康成斌说,团队还给了全方位的政策支持,让青年科研团队放手去干,历时5年攻关,北斗卫星全球组网的关键技术取得关键突破。
郭建新做了11年的北斗人,令他印象深刻的是,他所负责的北斗三号控制系统,全部采用了新研发的国产部件。
“这次第55颗星的发射时,太阳翼在星箭分离后80秒内全部展开到位,那样辉煌的场景,也是北斗团队的创新成果之一,令我们感受到梦想成真的力量。”郭建新说。
未来,在浩瀚的太空,北斗还将耕宇牧星,在空间事业发展的伟大征程中铸就新的辉煌。
据《人民日报海外版》叶晓楠/文 整理

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